JPS58174471A - 記録液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な記録液、特には記録ヘッドに設けられた
微細な吐出口（吐出オリフィス）から吐出させ、その液
滴によって記録を行なうインクジェット記録方式に適し
た記録液に関する。

従来から紙等の被記録材に記録を行なう筆記具（万年筆
・フェルトベン等）Ｋは、インクとして各種の染料を水
またはその他の有機溶剤に溶解せしめたものが使用され
ている。

またピエゾ振動子による根動或いは高−圧印加による静
電引力等により記録ヘッド内の液体を吐出オリアイスか
ら吐出させて記録を行なう所謂インクジェット記録方式
に於いても各攬染料を水又は有機溶剤等に溶解した組成
物が使用されることが知られている。しかし一般の万年
篭、フェルトペンの様な文具用インクに比べるとインク
ジェット用記録液は、多くの特性で一層厳密な条件が要
求される。

インクジェット記録法は、騒音の発生がなく、普通紙に
特別の定着処理なしに高速記録或いはカラー記録が行な
えるものであシ、種々のタイプのものが活発に研究され
ている。

この様なインクジェット記録法は、所謂インクと称され
る記録液の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ　）を飛翔させ、これ
を被記録材に付着させて記優を行なうものである。斯か
る記録液は、記鍮剤（染料又Ｆｉ順料が用いられる）及
びこれを溶解又は分散する液媒体（水又は各種有機溶削
成いはこれらの混合物が用いられる）を基本的成分とし
、又必要に応じて各種添加剤が添加されている。

この様な記録法には、液滴の発生方法及び液滴の飛翔方
向の制御方法によって、攬°々の方式がある。その−例
を第１図に示す。

即ち第１図の装置はピエゾ振動子を有する記録ヘッド部
に記録信号を与え、該信号に応じて記録液の液滴を発生
させて記録を行なうものである。第１図において、ｌは
記録ヘッドで、ピエゾ振動子２ａ１振動板２ｂ、記録液
の流入口３、ヘッド内の液室４及び吐出口（吐出オリフ
ィス）５を有している。液室４内には貯蔵夕／り６に貯
えられた記録液フが、供給管８によって導入されている
。尚、供給管８の途中には場合によって、ポンプ或いは
フィルター等の中間も理手段９が設けられることもある
。セしてピエゾ振動子２ｍには、信号処理手段（例えば
）（ルス変換器）１０によって記録信号Ｓからパルスに
変換された信号が印加され、該信号に応じて液室４内の
記録液に圧力変化が生ずる。その結果、記録液７け吐出
オリフィス５から液ＷＮ１１となって吐出し、被記録材
１２の表面に記録が行なわれる。

又、上記の装置以外にも種々のタイプの装置が知られて
お抄、例えば、第２図に示す様に、第１図の変形例とし
て液室４をノズル状にし、その外周部に円筒状のピエゾ
振動子を設置した装置がある（この装置に於ける液滴の
発生の機構は、本質的に第１図に示した装置と同じであ
るＪ０又、帯電した液滴を連続的に発生させ骸液滴の一
部を記録に使用する装置、或いは又、記録ヘッドの室内
の記録液に記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該
エネルギーにより液滴を発生させる装置等も知られてい
る。

その１例を第３−ａ図、第３−ｂ図、第４図に示す。

ヘッド１３はイくりを通す溝１４を有するガラス、セ２
ミ゛クス、又はプラスチック板等と、感熱記録に用いら
れる発熱ヘッド１５（図では薄膜ヘッドが示されている
が、これに限定されるものではない）とを接着して得ら
れる。発熱ヘッド！５は酸化シリコン等で形成される保
護［１６、アルミニウム電極１７−１．１７−２、ニク
ロム等で形成される発熱抵抗体層１８、蓄熱層１９．ア
ルミナ等の放熱性の良い基板２０よシ成っている。

インク２１は吐出オリフィス２２まで来ておシ、圧力Ｐ
によりメニスカス２３を形成している。

今、電極１７−１．１７−２に電気信号が加わると、発
熱ヘッド１５のｎで示される部分が急激に発熱し、ここ
に接しているインク２１に気泡が発生し、その圧力でメ
ニスカス２３が突出されインク２１が吐出しオリフィス
２２より記録小満２４となり、被記録材２５に向って飛
翔する。第４図ＫＦｉ第３−１図に示すヘッドを多数並
べたマルチヘッドの外観図を示す。鍍マルチヘッドはマ
ルチ溝２６ｔ−有するガラス板２７と、＠３−ａ図に説
明したものと同様な発熱ヘッド２８を接着してつくられ
ている。

特に、上記の熱エネルギーを利用した液体噴射記録法に
於いては、高解像度、高品質の画俊を更に高速で長時間
記録する場合、或いは、装置の使用寿命を飛躍的に向上
させるには、記録ヘッドの繰返し使用寿命（耐久寿命）
を向上させる必要がある。

上記の如き記録法に適用される記録ヘッドの使用寿命を
決定している要因としては、具備される発熱ヘッドの寿
命の他に１そめ表面への固形物の沈積があげられる。

この気泡の発生、消滅の繰シ返しの際に記録液は高温を
受けるため、熱的に不安定な記録液は、化学変化を起す
ことが予想される。

実際、気泡の発生、消滅を長く継続させると、その結果
として、発熱ヘッド表面近傍に於て、不溶物の生成・沈
積が起きることでヘッドの吐出不能を生じることが、多
くの実験で、経験され、且つ、観察された。

本発明は、とシわけ上記の不都合を解消する為に成され
たものであって、前記した公報に記載された記録法に適
用される記録ヘッドの使用寿命を格段に延ばすことがで
き、しかも、ヘッドの故障率を著しく低下させ、その信
頼性を高め得る記録液を提供する事を目的とするもので
ある。そして、この様な目的を達成する本発明の記録液
は、下記染料群から選ばれる少くとも一種の染料を含有
して成ることを特徴とするものである。

（Ｃ，１，ダイレクトレッド６、Ｃ，１，ダイレクトｖ
ツ）’５５．　　Ｃ，１，１イｖｌ　）　ｖッ）”５７
．　　Ｃ，Ｉ。

ダイレクトレッド６４．Ｃ，１，ダイレクトレッド６５
、Ｃ，１，ダイレクトレッド６８．Ｃ，１，ダイレクト
レッド１４１．　Ｃ，１，ダイレクトレッド１８０）上
記した本発明の記録剤は、特に１高温に加熱されたとき
に生じる熱分解生成物が液媒体に充分な溶解性を有する
ものである。そのため、長時間に亘る気泡の発生、消滅
のくり返しに於１・１： いても発熱ヘッド表面における不溶物の生成・沈積を生
ぜず記録ヘッドの吐出不能を生じることはないみ又、本
発明の記録剤として用いる染料は、その分子構造から予
測できるとおり、液媒体に対する溶解性は、充分満足す
る性能を有しておシ、特に水に対する溶解性が優れてい
ることから水性の記録液を組成するときに非常に有効に
用いることができる。

又、本発明の記録液は、記録剤である染料の他に、水、
有機溶剤などの適当な溶媒、さら忙必要に応じて表面張
力調整剤、粘度調整剤等の添加物を適宜添加調合するこ
とＫより、いわゆるイ／りと称される液体組成物として
得られる。

この記録液を用いて、＠１図に示されるような記録ヘッ
ドで記録を行なえば、従来通りの記録液を使用した場合
に比べて、記録ヘッドの使用寿命は以下の実施例で示さ
れるように飛躍的に向上しうる。

なお、本発明の記□録液を組成するための液媒体成分と
しては、Ｑいは水と水溶性の各種有機溶剤との混合物が
使用される。水溶性の有機溶剤としては、例えば、メチ
ル・アルコール、エチル会アルコール、ｎ−７’ロビル
・アルコール、イノフロビル−アルコール、ｎ−ブチル
・アルコール、・戴−プチル−アルコール　ｔｅｒｔ　
−ブチル・アルコール、イソブチル・アルコール等の炭
素数１〜４のアルキル・アルコール類；ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセドア２ド等のアミド類；アセトン
、ジアセトン・アルコール等のケトン又はケトン・アル
コール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテ
ル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１．３ジメチル−
２−イミダゾリジノン等の含冑素複素環式ケトン類；ポ
リエチレングリコール、ポリアルキレングリコール尋の
ポリアルキレングリコール類；エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、フチレンゲリコール、トリエチレ
ングリコール、１，２，６ヘキサントリオーヤ、チオジ
グリコール、ヘキシレングリ；−ル、ジエチレングリコ
ール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアル
キレングリコール類；グリセリン；エチレンクリコール
メチルエーテル、ジエチレングリコールメチル（又はエ
チル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（
又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキ
ルエーテル類等が挙げられる。

これらの多くの水溶性有機溶剤の中でも、多価アルコー
ルのジエチレングリコール、多価アルコールの低級アル
キルエーテルのトリエチレングリコールモノメチル（又
はエチル）エーテル等は、好ましいものである。

記録液中の上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般には記
録液全重量に対して重量パーセｙ）−ｔ’ｓ　〜９５Ｎ
、好ましくは１０〜８ＯＮ、！り好ましくは２０〜５Ｏ
Ｎの範囲内とされる。

この様な成分から調合される本発明の記録液は、筆記具
用の記録液或いは所謂インクジェット記録用の′記録液
としてそれ自体で記録特性（信号応答性、液滴形成の安
定性、吐出安定性。

長時間の連続記録性、長期間の記録休止後の吐出安定性
）保存安定性、記録剤の溶解安定性。

被記録材への定着性、或いは記ｍ５１ｍの耐光性。

耐候性、耐水性、耐アルコール性等いずれもバランスの
とれた優れたものである。そしてこの様な特性を更に改
良する為に、従来から知られている各種添加剤を更に添
加含有せしめても良いＯ ｆｌ、ｔｔｆ、、ｔ’ｌＪビニルアルコール、セルロー
ス類、水溶性樹脂等の粘度調整剤；カチオ／、アニオン
或いはノニオン系の各種界面活性剤、ジエタノールアき
／、トリエタノールアミン等の表面張力調整剤；緩衝剤
によるＰＨ＠整剤等を挙げることができる。

記録液を帯電するタイプの記録方法に使用される記録液
を調合する為には、塩化リチウム、塩化アンモニウム、
塩化ナトリウム等の無機塩類等の比抵抗調整剤が使用さ
れる。また吐出オリフィス先端での保水性向上剤として
尿素、チオ尿素が好適に使用される。尚、熱エネルギー
の作用によって記録液を吐出させるタイプの場・、′ 合には、熱的な物性値（例えば、比熱、熱膨張係数、熱
伝導率等）が調整されることもある。

本発明の記録液を所謂瞭記具用の記録液として利用する
際には、粘度、種々の材質の被記録材と９親和性等を考
慮して物性償を調整する必要がある。

本発明を以下の実施例で更に詳細に説明する。

実施例１ アルミナ基板上に８ｉ０．層（下部層）をスパッタリン
グにより５μｍ厚に形成、続いて発熱抵抗層としてＨｆ
Ｂ、を１０００人厚に１アル電ニウムを電極として３０
００　Ａ厚に積層した後、選択エツチングによって５０
μｍＸ２００μｍの発熱抵抗体パターンを形成した。次
１ｃ　Ｓｉｎ、厚をスパッタリングにより３５００人厚
に人厚層（上部層）として積層して基板上に電気・熱変
換体を形成した後、幅５０μｍ×深さ５０μｍの溝を刻
んだガラス板を溝と発熱抵抗体が合致するように接合し
た。引続いて発熱抵抗体の先端とオリフィスの距離が２
５０μｍになるようオリフィス□ 端面を研磨して記録ヘッドを作成した。この記録ヘッド
を用いて、以下に示す液組成のインクを吐出させた。

一、ＩＣ１■、ダイレクトレッド５７　５重量部この場
合、記録ヘッドの駆動をｌθμ（８）、４゜Ｖの矩形電
圧パルス印字信号を２００μ鱈の周期で行なったところ
、１３０時間の連続印字に充分耐える寿命を有していた
。

実施例２ 実施例１に於て用いた液組成のインクのうちのＣ，１，
ダイレクトレッド５７０代りに、下表に列記した各種染
料を用いた場合の記録ヘッドの耐久時間を表−１に示し
た。

尚ヘッドの駆動はｌＯμｍｅ、５ＱＶの矩形電圧パルス
印字信号を２００μ戴の周期で行なった。

（表−１） 実施例３ 実施例１において用いたインク組成物のうちのＮ−メチ
ル−２−ピロリドンの代シに、トリエタノールアミンを
用いた場合も実施例１と同様な結果を得た。

実施例４ 実施例２において用いた各インク組成物のうちのジエチ
レン・グリコールの代＃）ＶＣエチレン・グリコールを
用いた場合も、全て、実施例１と同様な結果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図及び＠２図は夫々、インクジェット記伽装置の模
式図である。 ＄　３−　ａ図、第３−ｂ図は別の記録装置の要部縦断
面図および同横断面図である。 第４図は第３−　ａ図、第３−ｂ図に図示したヘッドを
マルチ化したヘッドの外観斜視図である。 但し、図において ｉ−・・記録ヘッド、２ａ・・・ピエゾ振動子、２ｂ・
・・振動板、３・・・流入口、４−・・液室、５・・・
吐出オリスイス、６・・・貯蔵夕／り、７・・・記鍮液
、８・・・供給管、９・・・中間処理手段、１Ｇ・・・
信号処理手段、１１・・・液滴、ｌ−２・２５・・・被
記録材、Ｓ・・・記録信号、１−４・・・液室、１５・
・・発熱ヘッド、１６・・・保護層、１７・・・”＠、
＠、１Ｂ・・・発熱抵抗体層、１９・・・蓄熱層、２０
・・・基板、２６・・・溝である。 特許出願人　　キャノン株式会社 兇／　図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記鍮儂を形成する記鍮剤として、下記染料群から選ばれ
   る少なくとも一種の染料を含有して成ることを特徴とす
   る記録液。